KR101244174B1 - Solar Cell and Method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 효율을 향상시킬 수 있도록 한 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 태양전지는 기판; 상기 기판 상에 형성된 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 형성된 광전 변환부; 상기 광전 변환부 상에 형성된 제 2 전극; 및 상기 제 2 전극 상에 형성된 비드 입자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a solar cell and a method of manufacturing the same to improve the efficiency, the solar cell comprises a substrate; A first electrode formed on the substrate; A photoelectric conversion unit formed on the first electrode; A second electrode formed on the photoelectric converter; And bead particles formed on the second electrode.
Description
본 발명은 태양전지(Solar Cell)에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 효율을 향상시킬 수 있도록 한 태양전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell, and more particularly, to a solar cell and a method of manufacturing the same to improve efficiency.
태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다. Solar cells are devices that convert light energy into electrical energy using the properties of semiconductors.
태양전지의 구조 및 원리에 대해서 간단히 설명하면, 태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 반도체 내에서 정공(hole)과 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 정공(+)는 P형 반도체 쪽으로 이동하고 전자(-)는 N형 반도체 쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 되는 원리이다. The structure and principle of the solar cell will be briefly described. The solar cell has a PN junction structure in which a P (positive) type semiconductor and a N (negative) type semiconductor are bonded to each other. Holes and electrons are generated in the semiconductor by the energy of the incident solar light.In this case, holes (+) move toward the P-type semiconductor and electrons (-) due to the electric field generated in the PN junction. Is a principle that can move to the N-type semiconductor to generate power by generating a potential.
도 1은 일반적인 태양전지의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a typical solar cell.
도 1을 참조하면, 일반적인 태양전지는 기판(10), 제 1 전극(20), 전극 분리부(25), 광전 변환부(30), 콘택부(35), 제 2 전극(40), 셀 분리부(45)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a typical solar cell includes a substrate 10, a
제 1 전극(20)은 제 1 전도성 물질로 이루어지며, 전극 분리부(25)를 사이에 두고 일정한 간격으로 이격되도록 기판(10) 상에 형성된다. 여기서, 전극 분리부(25)는 레이저 스크라이빙(Laser Scribing) 공정을 통해 제 1 전극(20)의 소정 영역이 제거되도록 형성되어 제 1 전극(20)을 소정 간격으로 이격되도록 분리한다.The
광전 변환부(30)는 제 1 전극(20) 상에 형성되는 콘택부(35)에 의해 분리되도록 제 1 전극(20)과 전극 분리부(25) 상에 형성된다. 여기서, 콘택부(35)는 레이저 스크라이빙 공정을 통해 제 1 전극(20) 상에 형성된 광전 변환부(30)의 소정영역이 제거되어 형성된다. 이러한, 광전 변환부(30)는 입사되는 태양광에 의해 발생되는 전기장에 따른 정공 및 전자의 이동에 따라 전력을 생산한다.The photoelectric conversion unit 30 is formed on the
제 2 전극(40)은 제 2 전도성 물질로 이루어지며, 제 1 전극(20) 상에 형성되는 셀 분리부(45)에 의해 분리됨과 아울러 콘택부(35)를 통해 제 1 전극(20)에 전기적으로 접속되도록 광전 변환부(30) 및 콘택부(35) 상에 형성됨으로써 인접한 태양전지 셀들을 직렬로 접속시킨다. 여기서, 셀 분리부(45)는 레이저 스크라이빙 공정을 통해 제 1 전극(20) 상에 형성된 광전 변환부(30) 및 제 2 전극(40)의 소정영역이 제거되어 형성된다.The second electrode 40 is made of a second conductive material and is separated by the
이와 같은 일반적인 태양전지의 효율을 향상시키기 위해서는 상술한 광전 변환부(40)의 내부에 입사된 태양광의 진행 경로를 길게 하여 광전 변환부(40) 내에서 정공과 전자의 발생율을 증가시킬 필요가 있다.In order to improve the efficiency of such a general solar cell, it is necessary to increase the incidence rate of holes and electrons in the photoelectric conversion unit 40 by lengthening the traveling path of the sunlight incident inside the photoelectric conversion unit 40 described above. .
그러나, 일반적인 태양전지에서는 상술한 광전 변환부(40)의 내부에 입사되는 태양광의 진행 경로를 길게 형성할 수 없어 원하는 만큼의 전지효율을 얻지 못한다는 문제점이 있다.However, in the general solar cell, there is a problem in that the traveling path of the sunlight incident on the inside of the photoelectric conversion unit 40 cannot be formed long, and thus, battery efficiency as desired cannot be obtained.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 효율을 향상시킬 수 있도록 한 태양전지 및 그 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and to provide a solar cell and a method of manufacturing the same to improve the efficiency as a technical problem.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지는 기판; 상기 기판 상에 형성된 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 형성된 광전 변환부; 상기 광전 변환부 상에 형성된 제 2 전극; 및 상기 제 2 전극 상에 형성된 비드 입자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The solar cell according to the present invention for achieving the above technical problem is a substrate; A first electrode formed on the substrate; A photoelectric conversion unit formed on the first electrode; A second electrode formed on the photoelectric converter; And bead particles formed on the second electrode.
상기 태양전지는 상기 제 1 전극 상에 형성된 상기 광전 변환부 및 상기 제 2 전극의 소정 영역이 제거되어 형성된 셀 분리부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The solar cell may further include a cell separator formed by removing a predetermined region of the photoelectric conversion unit and the second electrode formed on the first electrode.
상기 비드 입자는 상기 제 2 전극의 표면 및 상기 셀 분리부의 내부에 형성된 것을 특징으로 한다.The bead particles are formed on the surface of the second electrode and the inside of the cell separator.
상기 태양전지는 상기 제 2 전극에 접합됨과 아울러 및 상기 셀 분리부의 내부에 삽입되도록 형성된 보호 필름을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The solar cell is characterized in that it further comprises a protective film bonded to the second electrode and formed to be inserted into the cell separator.
상기 태양전지는 상기 비드 입자를 포함하도록 상기 제 2 전극 상에 형성됨과 아울러 상기 셀 분리부의 내부에 삽입되도록 형성된 광산란층을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The solar cell is characterized in that it further comprises a light scattering layer formed on the second electrode to include the bead particles and is inserted into the cell separator.
상기 태양전지는 상기 비드 입자를 포함하도록 형성되어 상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 접합된 고분자 필름을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The solar cell is formed to include the bead particles, characterized in that it further comprises a polymer film bonded on the second electrode and the cell separator.
상기 태양전지는 상기 비드 입자를 포함하도록 형성되며, 상기 제 2 전극에 접합됨과 아울러 및 상기 셀 분리부의 내부에 삽입되도록 형성된 보호 필름을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The solar cell is formed to include the bead particles, characterized in that it further comprises a protective film bonded to the second electrode and formed to be inserted into the cell separator.
상기 태양전지는 상기 보호 필름 상에 접합된 커버 필름을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The solar cell is characterized in that it further comprises a cover film bonded on the protective film.
상기 태양전지는 상기 제 2 전극에 접합됨과 아울러 및 상기 셀 분리부의 내부에 삽입되도록 형성된 보호 필름; 및 상기 비드 입자를 포함하도록 형성되어 상기 보호 필름에 접합된 커버 필름을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The solar cell is bonded to the second electrode and the protective film formed to be inserted into the cell separator; And a cover film formed to include the bead particles and bonded to the protective film.
상기 태양전지는 상기 제 2 전극에 접합됨과 아울러 및 상기 셀 분리부의 내부에 삽입되도록 형성된 보호 필름; 상기 보호 필름에 접합된 커버 필름; 및 상기 보호 필름과 상기 커버 필름 사이에 형성된 상기 비드 입자를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The solar cell is bonded to the second electrode and the protective film formed to be inserted into the cell separator; A cover film bonded to the protective film; And the bead particles formed between the protective film and the cover film.
상기 태양전지는 상기 제 2 전극의 표면에 형성된 요철구조를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The solar cell is characterized in that it further comprises a concave-convex structure formed on the surface of the second electrode.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양전지의 제조방법은 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 공정; 상기 제 1 전극 상에 광전 변환부를 형성하는 공정; 상기 광전 변환부 상에 제 2 전극을 형성하는 공정; 및 상기 제 2 전극 상에 비드 입자를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Method for manufacturing a solar cell according to the present invention for achieving the above technical problem is a step of forming a first electrode on a substrate; Forming a photoelectric conversion unit on the first electrode; Forming a second electrode on the photoelectric conversion unit; And forming a bead particle on the second electrode.
상기 태양전지의 제조방법은 상기 제 1 전극 상에 형성된 상기 광전 변환부 및 상기 제 2 전극의 소정 영역을 제거하여 셀 분리부를 형성하는 공정을 더 포함하여 이루어지며, 상기 셀 분리부를 형성하는 공정은 상기 제 2 전극을 형성하는 공정과 상기 비드 입자를 형성하는 공정 사이에 수행되는 것을 특징으로 한다.The manufacturing method of the solar cell further comprises the step of forming a cell separator by removing a predetermined region of the photoelectric conversion unit and the second electrode formed on the first electrode, the process of forming the cell separator And the step of forming the second electrode and the step of forming the bead particles.
상기 비드 입자는 상기 제 2 전극의 표면 및 상기 셀 분리부의 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다.The bead particles are formed on the surface of the second electrode and the cell separator.
상기 비드 입자를 형성하는 공정은 상기 비드 입자를 포함하여 이루어진 페이스트를 상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 형성하는 공정; 및 상기 페이스트를 소성하여 상기 제 2 전극 상에 형성됨과 아울러 상기 셀 분리부의 내부에 삽입되는 광산란층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The step of forming the bead particles may include forming a paste including the bead particles on the second electrode and the cell separator; And baking the paste to form a light scattering layer formed on the second electrode and inserted into the cell separator.
상기 태양전지의 제조방법은 상기 비드 입자를 포함하여 이루어진 고분자 필름을 마련하는 공정을 더 포함하여 이루어지며, 상기 비드 입자를 형성하는 공정은 상기 고분자 필름을 상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 접합하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The manufacturing method of the solar cell further comprises the step of providing a polymer film comprising the bead particles, the step of forming the bead particles is the polymer film on the second electrode and the cell separation unit It is characterized by including the step of bonding.
상기 태양전지의 제조방법은 상기 비드 입자를 포함하여 이루어진 보호 필름을 마련하는 공정을 더 포함하여 이루어지며, 상기 비드 입자를 형성하는 공정은 상기 보호 필름을 상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 접합하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The manufacturing method of the solar cell further comprises the step of providing a protective film comprising the bead particles, the step of forming the bead particles is the protective film on the second electrode and the cell separation unit It is characterized by including the step of bonding.
상기 태양전지의 제조방법은 상기 보호 필름 상에 커버 필름을 접합하는 공정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The manufacturing method of the solar cell is characterized in that it further comprises a step of bonding a cover film on the protective film.
상기 태양전지의 제조방법은 상기 비드 입자를 포함하여 이루어진 커버 필름을 마련하는 공정; 및 상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 보호 필름을 접합하는 공정을 더 포함하여 이루어지며, 상기 비드 입자를 형성하는 공정은 상기 커버 필름을 상기 보호 필름에 접합하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The manufacturing method of the solar cell comprises the steps of providing a cover film comprising the bead particles; And bonding a protective film on the second electrode and the cell separator, wherein the forming of the bead particles comprises bonding the cover film to the protective film. It is done.
상기 태양전지의 제조방법은 상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 보호 필름을 접합하는 공정; 및 상기 보호 필름 상에 커버 필름을 접합하는 공정을 더 포함하여 이루어지며, 상기 비드 입자를 형성하는 공정은 상기 보호 필름과 상기 커버 필름 사이에 상기 비드 입자를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The manufacturing method of the solar cell is a step of bonding a protective film on the second electrode and the cell separator; And a step of bonding a cover film on the protective film, wherein the forming of the bead particles comprises forming the bead particles between the protective film and the cover film. do.
상기 태양전지의 제조방법은 상기 제 2 전극의 표면에 요철구조를 형성하는 공정을 더 포함하여 이루어지며, 상기 요철구조를 형성하는 공정은 상기 제 2 전극을 형성하는 공정과 동시에 수행되거나, 상기 제 2 전극의 형성 공정과 상기 비드 입자를 형성하는 공정 사이에 수행되는 것을 특징으로 한다.The manufacturing method of the solar cell further comprises the step of forming a concave-convex structure on the surface of the second electrode, the step of forming the concave-convex structure is performed at the same time as the process of forming the second electrode, or It is characterized in that it is carried out between the step of forming the electrode and the step of forming the bead particles.
본 발명에서 상기 비드 입자는 서로 상이한 굴절률을 가지도록 복수의 비드 입자들의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the present invention, the bead particles are characterized in that the combination of a plurality of bead particles to have a different refractive index.
본 발명에서 상기 비드 입자는 코어부 및 상기 코어부를 둘러싸는 스킨부로 이루어지고, 상기 코어부 및 스킨부는 서로 상이한 굴절률을 가지는 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the present invention, the bead particles are made of a core part and a skin part surrounding the core part, and the core part and the skin part are made of a material having a different refractive index from each other.
본 발명에서 상기 기판은 플렉시블 기판인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the substrate is characterized in that the flexible substrate.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 태양전지 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the solar cell and the method of manufacturing the same according to the present invention have the following effects.
첫째, 제 2 전극 상에 복수의 비드 입자를 형성하여 입사되는 태양광을 다양한 각도로 산란시킴으로써 광전 변환부의 내부에 입사되는 광의 진행 경로를 길게 하여 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.First, by forming a plurality of bead particles on the second electrode and scattering the incident sunlight at various angles, there is an effect that the propagation path of the light incident inside the photoelectric conversion unit can be lengthened to improve efficiency.
둘째, 인접한 태양전지 셀을 분리하는 셀 분리부에도 복수의 비드 입자를 형성하여 절연체인 비드 입자를 통해 태양전지 셀의 측면에 입사되는 측면 광을 산란시킴으로써 광전 변환부의 광포획량을 극대화시켜 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.Second, a plurality of bead particles are formed in the cell separation unit that separates adjacent solar cell cells, and the side light incident on the side of the solar cell is scattered through the bead particles as an insulator, thereby maximizing the light trapping amount of the photoelectric conversion unit to improve efficiency. The effect is that you can.
셋째, 셀 분리부에 광산란층 또는 보호 필름을 삽입시킴으로써 기판이 과도하게 구부려지더라도 인접한 태양전지 셀을 완벽하게 절연시킬 수 있다는 효과가 있다.Third, by inserting a light scattering layer or a protective film in the cell separation portion, even if the substrate is excessively bent, there is an effect that can completely insulate adjacent solar cells.
도 1은 일반적인 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양전지의 다른 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비드 입자를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 비드 입자를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 비드 입자를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양전지의 다른 형태를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법에 추가되는 공정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for schematically explaining a typical solar cell.
2 is a view for schematically explaining a solar cell according to a first embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing another form of the solar cell according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the beads particles according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the bead particles according to another embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining the bead particles according to another embodiment of the present invention.
7 is a view for schematically explaining a solar cell according to a second embodiment of the present invention.
8 is a view for schematically explaining a solar cell according to a third embodiment of the present invention.
9 is a view for schematically explaining a solar cell according to a fourth embodiment of the present invention.
10 is a view for schematically explaining a solar cell according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a view for schematically explaining another embodiment of the solar cell according to the fifth embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a method of manufacturing a solar cell according to a first embodiment of the present invention step by step.
13 is a view for explaining a method of manufacturing a solar cell according to a second embodiment of the present invention step by step.
14 is a view for explaining a method of manufacturing a solar cell according to a third embodiment of the present invention step by step.
15 is a view for explaining a method of manufacturing a solar cell according to a fourth embodiment of the present invention step by step.
16 is a view for explaining a process added to the manufacturing method of the solar cell according to the fourth embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<태양전지><Solar cell>
도 2는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for schematically explaining a solar cell according to a first embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양전지는 기판(110), 제 1 전극(120), 전극 분리부(125), 광전 변환부(130), 콘택부(135), 제 2 전극(140), 셀 분리부(145), 및 광산란층(150)을 포함하여 구성된다.2, the solar cell according to the first embodiment of the present invention includes a
기판(110)은 플렉시블(Flexible) 기판을 이용하지만, 경우에 따라 유리 또는 투명한 플라스틱을 이용할 수도 있다.Although the
플렉시블 기판은 투명한 폴레에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 및 폴리아미드(PA) 등의 재질로 이루어질 수 있다. 이러한, 플렉시블 기판을 이용한 플렉시블 태양전지는 롤투롤(Roll to Roll) 방식을 이용할 수 있어 제조단가를 낮출 수 있다.The flexible substrate may be made of a material such as transparent polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), and polyamide (PA). Such a flexible solar cell using a flexible substrate may use a roll-to-roll method to lower manufacturing costs.
제 1 전극(120)은 기판(110)의 전면에 제 1 전도성 물질로 형성되며, 전극 분리부(125)를 사이에 두고 일정한 간격으로 이격되도록 기판(110) 상에 형성된다. 이때, 제 1 전극(120)은 Ag, Al, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu 과 같은 금속 재질로 이루어진 제 1 전도성 물질로 형성되어 입사되는 광을 광전 변환부(130)로 반사시킨다.The
전극 분리부(125)는 레이저 스크라이빙(Laser Scribing) 공정을 통해 제 1 전극(120)의 소정 영역이 제거되어 형성됨으로써 제 1 전극(120)을 소정 간격으로 이격되도록 분리한다.The
광전 변환부(130)는 제 1 전극(120) 상에 형성되는 콘택부(135)에 의해 분리되도록 제 1 전극(120)과 전극 분리부(125) 상에 형성되어 입사되는 태양광에 의해 발생되는 전기장에 따른 정공 및 전자의 이동에 따라 전력을 생산한다.The
광전 변환부(130)는 실리콘계 반도체물질로 형성되거나, CIGS(CuInGaSe2)와 같은 화합물질로 형성될 수 있다. 여기서, 광전 변환부(130)는 N(negative)형 반도체층, I(intrinsic)형 반도체층 및 P(positive)형 반도체층이 순서대로 기판(110)에 적층된 NIP 구조로 형성될 수 있다.The
상기 N형 반도체층은 N형 도핑물질(예컨대, 안티몬(Sb), 비소(As), 인(P) 등의 5족 원소 물질)로 도핑된 반도체층을 의미하며, I형 반도체층은 진성 반도체층을 의미하며, P형 반도체층은 P형 도핑물질(예컨대, 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소 물질)로 도핑된 반도체층을 의미한다. 여기서, 상기 I형 반도체층 대신에 상기 N형 또는 P형 반도체층 보다 얇은 두께의 N형 또는 P형 반도체층이 형성될 수도 있고, 상기 I형 반도체층 대신에 상기 N형 또는 P형 반도체층 보다 도핑 농도가 낮은 N형 또는 P형 반도체층이 형성될 수 있다.The N-type semiconductor layer refers to a semiconductor layer doped with an N-type doping material (eg, group 5 elemental materials such as antimony (Sb), arsenic (As), phosphorus (P), etc.), and the I-type semiconductor layer is an intrinsic semiconductor. The P-type semiconductor layer refers to a semiconductor layer doped with a P-type doping material (eg, a group 3 element material such as boron (B), gallium (Ga), indium (In), etc.). Here, an N-type or P-type semiconductor layer having a thickness thinner than that of the N-type or P-type semiconductor layer may be formed instead of the I-type semiconductor layer, or instead of the N-type or P-type semiconductor layer instead of the I-type semiconductor layer. An N-type or P-type semiconductor layer having a low doping concentration may be formed.
이와 같이 광전 변환부(130)를 NIP 구조로 형성하게 되면, I형 반도체층이 N형 반도체층과 P형 반도체층에 의해 공핍(Depletion)이 되어 내부에 전기장이 발생하게 되고, 태양광에 의해 생성되는 정공 및 전자가 전기장에 의해 드리프트(Drift)되어 각각 P형 반도체층 및 N형 반도체층에서 수집된다.When the
광전 변환부(130)를 NIP구조로 형성할 경우에는 제 1 전극(120) 상부에 N형 반도체층을 형성하고 이어서 I형 반도체층 및 P형 반도체층을 형성하는 것이 바람직하다. 그 이유로는 일반적으로 정공의 드리프트 이동도(Drift Mobility)가 전자의 드리프트 이동도에 비해 낮기 때문에 입사광에 의한 수집효율을 극대화하기 위해서 P형 반도체층을 수광면에 가깝게 형성하기 위함이다.In the case where the
다른 한편, 도 2의 확대도에서 알 수 있듯이, 광전 변환부(130)는 제1광전 변환층(131), 버퍼층(132), 및 제2 광전 변환층(133)이 순서대로 적층되어 소위 탠덤(Tandem)구조로 형성될 수 있다.On the other hand, as can be seen in the enlarged view of FIG. 2, the
제1광전 변환층(131) 및 제2 광전 변환층(133)은 모두 N형 반도체층, I형 반도체층 및 P형 반도체층이 순서대로 적층된 NIP구조로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 I형 반도체층 대신에 상기 N형 또는 P형 반도체층 보다 얇은 두께의 N형 또는 P형 반도체층이 형성될 수도 있고, 상기 I형 반도체층 대신에 상기 N형 또는 P형 반도체층 보다 도핑 농도가 낮은 N형 또는 P형 반도체층이 형성될 수 있다.The first
제1 광전 변환층(131)은 NIP구조의 비정질 반도체물질로 이루어지고, 제2 광전 변환층(133)은 NIP구조의 미세결정질 반도체물질로 이루어질 수 있다.The first
비정질 반도체물질은 단파장의 광을 잘 흡수하고, 미세결정질 반도체물질은 장파장의 광을 잘 흡수하는 특성이 있기 때문에, 비정질 반도체물질과 미세결정질 반도체물질을 조합할 경우 광흡수 효율이 증진될 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 광전 변환층(131)은 비정질/게르마늄 반도체물질, 미세결정질 반도체물질, 결정질 반도체물질 등을 포함하도록 다양하게 변경될 수 있고, 제2 광전 변환층(133)은 비정질 반도체물질, 비정질/게르마늄 반도체물질, 결정질 반도체물질 등을 포함하도록 다양하게 변경될 수 있다.Since the amorphous semiconductor material absorbs light of short wavelength well, and the microcrystalline semiconductor material absorbs light of long wavelength well, light absorption efficiency may be enhanced when the amorphous semiconductor material and the microcrystalline semiconductor material are combined. However, the present invention is not limited thereto, and the first
버퍼층(132)은 제1 및 제 2 광전 변환층(131, 133)의 사이에서 터널접합을 통해 정공 및 전자의 이동을 원활히 하는 역할을 하는 것으로서, ZnO, 3족 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:B, ZnO:Al), 수소 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:H), SnO2, SnO2:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명한 물질로 형성될 수 있다.The
다른 한편, 광전 변환부(130)는 상술한 탠덤 구조 이외에, 제1광전 변환층, 제2 광전 변환층, 제3광전 변환층, 및 각각의 광전 변환층 사이에 형성된 버퍼층을 포함하는 트리플(Triple) 구조로 형성될 수도 있다.On the other hand, in addition to the tandem structure described above, the
콘택부(135)는 레이저 스크라이빙 공정을 통해 제 1 전극(120) 상에 형성된 광전 변환부(130)의 소정 영역이 제거되어 형성됨으로써 광전 변환부(130)을 소정 간격으로 이격되도록 분리한다.The
제 2 전극(140)은 제 2 전도성 물질로 형성되며, 제 1 전극(120) 상에 형성되는 셀 분리부(145)에 의해 분리됨과 아울러 콘택부(135)를 통해 제 1 전극(120)에 전기적으로 접속되도록 광전 변환부(130) 및 콘택부(135) 상에 형성됨으로써 인접한 태양전지 셀들을 직렬로 접속시킨다.The
제 2 전극(140)은 태양광이 입사되는 면에 형성되므로 ZnO, 3족 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:B, ZnO:Al), 수소 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:H), SnO2, SnO2:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질로 이루어진 제 2 전도성 물질로 형성된다.Since the
셀 분리부(145)는 레이저 스크라이빙 공정을 통해 제 1 전극(120) 상에 형성된 광전 변환부(130) 및 제 2 전극(140)의 소정 영역이 제거되어 형성됨으로써 인접한 태양전지 셀들을 소정 간격으로 이격되도록 분리한다.The
광산란층(150)은 셀 분리부(145) 및 제 2 전극(140) 상에 코팅된 복수의 비드(Bead) 입자(155)를 포함하여 이루어진다. 이러한, 복수의 비드 입자(155)는 입사되는 태양광을 다양한 각도로 산란시켜 안개율을 증가시켜 광전 변환부(130)의 내부에 입사된 태양광의 진행 경로를 길게 하는 역할을 한다. 여기서, 안개율은 비드 입자(155)의 굴절률과 농도에 의해 조절되는 것으로, 10 ~ 70%의 범위로 조절되는 것이 바람직하다.The
이러한, 복수의 비드 입자(155)를 포함하는 광산란층(150)은 복수의 비드 입자(155)를 바인더(157)에 균일 또는 불균일하게 분포시킨 페이스트가 제 2 전극(140) 및 셀 분리부(145)의 상부에 코팅되는 것에 의해 형성될 수 있다.In the
페이스트의 코팅 방법으로는 프린팅(Printing) 방법, 스프레이 코팅(Spray Coating) 방법, 졸-겔(Sol-Gel) 방법, 딥 코팅(Dip Coating) 방법, 또는 스핀 코팅(Spin Coating) 방법이 될 수 있다.The coating method of the paste may be a printing method, a spray coating method, a sol-gel method, a dip coating method, or a spin coating method. .
광산란층(150)을 형성함에 있어서, 상기와 같은 방법으로 비드 입자(155)를 형성한 후, 적외선 소성 공정 또는 저온/고온 소성 공정을 추가로 수행함으로써 비드 입자(155)의 접착력을 증진시키는 것이 바람직하다.In forming the
한편, 광산란층(150)을 형성함에 있어서, 바인더(157)는 소성 공정에 의해 제 2 전극(140)의 상부 및 셀 분리부(145)의 내부 각각에 형성되는 복수의 비드 입자(155)들의 접착력을 증진시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 도 3에서 알 수 있듯이, 소정공정에 의해 제거됨으로써 제 2 전극(140)의 상부 및 셀 분리부(145)의 내부 각각에는 비드 입자(155)만이 접착될 수도 있다.Meanwhile, in forming the
이에 따라, 광산란층(150)은 제 2 전극(140) 상에 형성되어 입사되는 태양광을 다양한 각도로 산란시켜 광전 변환부(130)에 입사시킴과 아울러 셀 분리부(145)의 내부에 형성되어 셀 분리부(145)에 의해 분리되는 인접한 태양전지 셀을 완벽하게 절연시킴과 동시에 태양전지 셀의 측면에 입사되는 측면 광을 산란시킴으로써 광전 변환부(130)의 광포획량을 극대화시키게 된다.Accordingly, the
한편, 기판(110)이 플렉시블 기판으로 이루어져 과도하게 구부려질 경우, 본 발명은 셀 분리부(145)에 형성된 절연물질인 복수의 비드 입자(155)를 통해 인접한 태양전지 셀을 완벽하게 절연시킬 수 있다.On the other hand, when the
상술한 복수의 비드 입자(155)를 이용하여 입사되는 태양광을 다양한 각도로 산란시키는 것에 대해 설명하면 다음과 같다.The scattering of incident sunlight using various angles of the
복수의 비드 입자(155)를 구성하는 물질과 제 2 전극(140)을 구성하는 물질의 굴절률을 상이하게 형성하게 되면, 입사되는 태양광이 복수의 비드 입자(155)를 통과하면서 굴절하게 된다. 또한 복수의 비드 입자(155)를 투과한 태양광이 제 2 전극(140)을 통과하면서 다시 굴절하게 됨으로써 입사되는 태양광이 다양한 각도로 굴절되면서 광전 변환부(130)로 입사하게 되어 광전 변환부(130)의 내부에서 태양광의 진행 경로가 길어지게 된다.When the refractive indexes of the material constituting the plurality of
일반적으로 제 2 전극(140)의 굴절률은 약 1.9 ~2.0 정도이므로, 이러한 제 2 전극(140)의 굴절률 범위를 고려하여 제 2 전극(140)과 상이한 굴절률을 가지도록 복수의 비드 입자(155)의 구성 물질을 선택하게 된다. 예를 들어, 복수의 비드 입자(155) 각각의 구성 물질은 실리콘 산화물(예컨대, SiO2 등의 실리콘 원소를 포함하는 산화물), 전이금속 산화물(예컨대, TiO2, CeO2 등의 전이금속 원소를 포함하는 산화물) 등의 재질로 선택될 수 있으나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.In general, since the refractive index of the
한편, 상술한 복수의 비드 입자(155)를 동일한 물질로 형성하는 대신에 굴절률이 서로 상이한 복수의 비드 입자들을 조합하여 사용할 경우 태양광이 서로 상이한 복수의 비드 입자(155)들을 거치면서 다양한 각도로 굴절하게 되는 효과를 얻을 수 있다.Meanwhile, instead of forming the plurality of
또한, 비드 입자(155)를 코어(Core)부 및 스킨(Skim)부로 구성함으로써, 태양광이 하나의 비드 입자(155)를 통과하면서도 다양한 각도로 굴절하게 할 수도 있다.In addition, the
도 4 내지 도 6는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 비드 입자(155)의 단면을 나타내는 도면이다.4 to 6 are cross-sectional views of the
도 4에서 알 수 있듯이, 일 실시 예에 따른 복수의 비드 입자(155) 각각은 코어부(210), 및 코어부(210)를 둘러싸고 있는 스킨부(220)로 구성하며, 코어부(210)의 물질을 스킨부(220)의 물질과 굴절률이 상이한 물질을 형성함으로써, 태양광이 스킨부(220)를 투과한 후 코어부(210)를 통과할 때 굴절시킴과 아울러, 코어부(210)를 투과한 후 스킨부(220)를 통과할 때 다시 굴절시킬 수 있다.As can be seen in Figure 4, each of the plurality of
도 5에서 알 수 있듯이, 다른 실시 예에 따른 복수의 비드 입자(155) 각각의 코어부(210)가 공기(Air)로 이루어지도록 하여 스킨부(220)만으로 구성된 중공상태의 비드 입자(155)를 이용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. As can be seen in Figure 5, the
도6에서 알 수 있듯이, 또 다른 실시 예에 따른 복수의 비드 입자(155) 각각의 코어부(210)를 서로 굴절률이 상이한 복수의 물질층(210a, 210b)으로 형성할 수도 있고, 스킨부(220)를 서로 굴절률이 상이한 복수의 물질층(220a, 220b)으로 형성할 수도 있을 것이다.As can be seen in FIG. 6, the
상술한 복수의 비드 입자(155) 각각의 단면은 원형, 또는 타원형 등의 다양한 형태로 형성됨으로써 태양광의 굴절각을 다양하게 변경할 수도 있다.The cross section of each of the
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양전지는 태양광이 입사되는 제 2 전극(140) 상에 형성된 복수의 비드 입자(155)를 포함하는 광산란층(150)을 형성함으로써 입사되는 태양광의 다양한 각도로 산란시켜 광전 변환부(130)의 내부에 입사되는 태양광의 진행 경로를 길게 함으로써 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, the solar cell according to the first embodiment of the present invention is incident by forming a
한편, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양전지는 광산란층(150) 상에 접합되어 외부의 수분이 제 2전극(140)으로 침투되는 것을 방지하는 보호 필름(미도시), 및 보호 필름 상에 접합되어 외부의 수분 침투를 1차적으로 차단하는 역할 및/또는 외부 충격을 완충하는 역할을 하는 커버 필름(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, the solar cell according to the first embodiment of the present invention is bonded on the
보호 필름은 에틸렌비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate: EVA), 또는 폴리비닐 부티랄(Poly Vinyl Butyral: PVB) 등의 접합용 시트로 이루어질 수 있다.The protective film may be formed of a bonding sheet such as ethylene vinyl acetate (EVA) or poly vinyl butyral (PVB).
커버 필름은 폴리머 재질로 이루어질 수 있다. 이러한, 커버 필름은 생략될 수도 있다.The cover film may be made of a polymer material. Such a cover film may be omitted.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for schematically explaining a solar cell according to a second embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양전지는 기판(110), 제 1 전극(120), 전극 분리부(125), 광전 변환부(130), 콘택부(135), 제 2 전극(140), 셀 분리부(145), 및 복수의 비드 입자(165)를 포함하는 고분자 필름(160)을 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양전지는 고분자 필름(160)을 제외하고는 상술한 본 발명의 제 1 실시 예와 동일한 구성을 가지므로 동일한 구성에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 하고, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.Referring to FIG. 7, the solar cell according to the second embodiment of the present invention may include a
복수의 비드 입자(165)는 고분자 필름(160)의 내부에 형성되어 외부로부터 입사되는 태양광을 산란시켜 태양광이 다양한 각도로 산란되어 광전 변환부(130)에 입사되도록 한다. 이러한, 복수의 비드 입자(165)는 도 4 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 형태를 가지도록 형성될 수 있다.The plurality of
한편, 복수의 비드 입자(165)는 고분자 필름(160)의 상부 또는 하부 표면에 코팅되어 외부로부터 입사되는 태양광을 산란시켜 태양광이 다양한 각도로 산란되어 광전 변환부(130)에 입사되도록 할 수도 있다. 여기서, 복수의 비드 입자(165)는 실리콘 산화물(예컨대, SiO2 등의 실리콘 원소를 포함하는 산화물), 전이금속 산화물(예컨대, TiO2, CeO2 등의 전이금속 원소를 포함하는 산화물) 등의 재질로 선택될 수 있으나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양전지는 태양광이 입사되는 고분자 필름(160)의 내부, 및 상부 또는 하부 표면에 형성된 복수의 비드 입자(165)를 형성함으로써 입사되는 태양광의 다양한 각도로 산란시켜 광전 변환부(130)의 내부에 입사되는 태양광의 진행 경로를 길게 함으로써 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.On the other hand, the plurality of
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for schematically explaining a solar cell according to a third embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양전지는 기판(110), 제 1 전극(120), 전극 분리부(125), 광전 변환부(130), 콘택부(135), 제 2 전극(140), 셀 분리부(145), 복수의 비드 입자(315)를 포함하는 보호 필름(310), 및 커버 필름(320)을 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양전지는 보호 필름(310) 및 커버 필름(320)을 제외하고는 상술한 본 발명의 제 1 실시 예와 동일한 구성을 가지므로 동일한 구성에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 하고, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.Referring to FIG. 8, the solar cell according to the third embodiment of the present invention may include a
보호 필름(310)은 에틸렌비닐 아세테이트(EVA), 또는 폴리비닐 부티랄(PVB) 등의 접합용 시트로 이루어질 수 있다.The
복수의 비드 입자(315)는 보호 필름(310)의 내부에 형성되어 외부로부터 입사되는 태양광을 산란시켜 태양광이 다양한 각도로 산란되어 광전 변환부(130)에 입사되도록 한다. 여기서, 복수의 비드 입자(315)는 실리콘 산화물(예컨대, SiO2 등의 실리콘 원소를 포함하는 산화물), 전이금속 산화물(예컨대, TiO2, CeO2 등의 전이금속 원소를 포함하는 산화물) 등의 재질로 선택될 수 있으나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 이러한, 복수의 비드 입자(315)는 도 4 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 형태를 가지도록 형성될 수 있다.The plurality of
한편, 복수의 비드 입자(315)는 보호 필름(310)의 상면에 코팅되어 외부로부터 입사되는 태양광을 산란시켜 태양광이 다양한 각도로 산란되어 광전 변환부(130)에 입사되도록 할 수도 있다.Meanwhile, the plurality of
상술한 보호 필름(310)은 제 2 전극(140)과 셀 분리부(145)를 덮도록 배치된 후, 라미네이션(Lamination) 공정을 통해 제 2 전극(140)에 접합됨과 아울러 셀 분리부(145)의 내부에 삽입됨으로써 외부의 수분이 제 2전극(140)으로 침투되는 것을 방지하고, 인접한 태양전지 셀을 절연시킴과 동시에 태양전지 셀의 측면에 입사되는 측면 광을 산란시킴으로써 광전 변환부(130)의 광포획량을 극대화시키게 된다. 여기서, 셀 분리부(145)에 의해 분리된 인접한 태양전지 셀은 라미네이션 공정에 의해 셀 분리부(145)의 내부에 삽입되는 보호 필름(310)에 의해 절연된다.After the
한편, 기판(110)이 플렉시블 기판으로 이루어져 과도하게 구부려질 경우, 본 발명은 셀 분리부(145)에 형성된 보호필름(310)을 통해 인접한 태양전지 셀을 완벽하게 절연시킬 수 있다.On the other hand, when the
커버 필름(320)은 보호 필름(310)의 상면 전체에 형성되는 것으로, 폴리머 재질로 이루어질 수 있다. 이러한, 커버 필름(320)은 외부의 수분 침투를 1차적으로 차단하는 역할을 하며, 외부 충격을 완충하는 역할을 하기도 한다. 여기서, 상술한 커버 필름(320)은 생략될 수도 있다.The
이와 같은, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양전지는 보호 필름(310)의 내부, 및 상부 또는 하부 표면에 형성된 복수의 비드 입자(315)를 형성함으로써 입사되는 태양광의 다양한 각도로 산란시켜 광전 변환부(130)의 내부에 입사되는 태양광의 진행 경로를 길게 함으로써 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, the solar cell according to the third embodiment of the present invention scatters light at various angles of incident sunlight by forming a plurality of
도 9는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for schematically explaining a solar cell according to a fourth embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양전지는 기판(110), 제 1 전극(120), 전극 분리부(125), 광전 변환부(130), 콘택부(135), 제 2 전극(140), 셀 분리부(145), 보호 필름(410), 및 복수의 비드 입자(425)를 포함하는 커버 필름(420)을 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양전지는 보호 필름(410) 및 커버 필름(420)을 제외하고는 상술한 본 발명의 제 1 실시 예와 동일한 구성을 가지므로 동일한 구성에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 하고, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.9, a solar cell according to a fourth embodiment of the present invention includes a
보호 필름(410)은 에틸렌비닐 아세테이트(EVA), 또는 폴리비닐 부티랄(PVB) 등의 접합용 시트로 이루어질 수 있다. 이러한, 보호 필름(410)은 제 2 전극(140)과 셀 분리부(145)를 덮도록 배치된 후, 라미네이션(Lamination) 공정을 통해 제 2 전극(140)에 접합됨과 아울러 셀 분리부(145)의 내부에 삽입됨으로써, 전술한 바와 같이, 외부의 수분이 제 2전극(140)으로 침투되는 것을 방지하고, 인접한 태양전지 셀을 절연시키는 역할을 한다.The
커버 필름(420)은 보호 필름(410)의 상면 전체에 형성되는 것으로, 폴리머 재질로 이루어질 수 있다. 이러한, 커버 필름(420)은 외부의 수분 침투를 1차적으로 차단하는 역할을 하며, 외부 충격을 완충하는 역할을 하기도 한다.The
복수의 비드 입자(425)는 커버 필름(420)의 내부에 형성되어 외부로부터 입사되는 태양광을 산란시켜 태양광이 다양한 각도로 산란되어 광전 변환부(130)에 입사되도록 한다. 여기서, 복수의 비드 입자(425)는 실리콘 산화물(예컨대, SiO2 등의 실리콘 원소를 포함하는 산화물), 전이금속 산화물(예컨대, TiO2, CeO2 등의 전이금속 원소를 포함하는 산화물) 등의 재질로 선택될 수 있으나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 이러한, 복수의 비드 입자(425)는 도 4 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 형태를 가지도록 형성될 수 있다.The plurality of
한편, 도시하지는 않았지만, 복수의 비드 입자(425)는 보호 필름(410)과 커버 필름(420) 사이에 코팅되어 외부로부터 입사되는 태양광을 산란시켜 태양광이 다양한 각도로 산란되어 광전 변환부(130)에 입사되도록 할 수도 있다. 이때, 복수의 비드 입자(425)가 형성된 보호 필름(410) 상에 커버 필름(420)을 접합할 경우, 커버 필름(420)의 표면에는 복수의 비드 입자(425)의 형상에 대응되는 굴곡면이 형성됨으로써 입사되는 태양광이 커버 필름(420)의 굴곡면에 의해 굴절되어 광전 변환부(130)에 입사되도록 할 수도 있다.On the other hand, although not shown, the plurality of
이와 같은, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양전지는 커버 필름(420)의 내부, 또는 보호 필름(410)과 커버 필름(420) 사이에 복수의 비드 입자(425)를 형성함으로써 입사되는 태양광의 다양한 각도로 산란시켜 광전 변환부(130)의 내부에 입사되는 태양광의 진행 경로를 길게 함으로써 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.As such, the solar cell according to the fourth exemplary embodiment of the present invention is incident by forming a plurality of
도 10은 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양전지를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for schematically explaining a solar cell according to a fifth embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양전지는 기판(110), 제 1 전극(120), 전극 분리부(125), 광전 변환부(130), 콘택부(135), 제 2 전극(140), 제 2 전극(140)의 상면에 형성된 요철구조(142), 셀 분리부(145), 및 광산란층(150)을 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 가지는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양전지는 요철구조(142)를 더 포함함과 아울러 요철구조(142) 상에 코팅되는 광산란층(150)을 제외하고는 상술한 본 발명의 제 1 실시 예와 동일한 구성을 가지므로 동일한 구성에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 하고, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.10, a solar cell according to a fifth embodiment of the present invention includes a
요철구조(142)는 제 2 전극(140)의 표면에 형성되어 입사되는 태양광을 다양하게 산란시켜 광전 변환부(130)의 광포획량을 증진시키게 된다.The
이러한 요철구조(142)는 제 2 전극(140)의 형성 조건을 조절하여 제 2 전극(140)의 형성과 동시에 형성되거나, 식각 공정을 통해 평탄한 표면을 가지는 제 2 전극(140) 상에 형성될 수 있다.The
광산란층(150)은 상술한 본 발명의 제 1 실시 예서와 같이 복수의 비드 입자(155)를 바인더(157)에 분포시켜 페이스트를 준비한 후, 페이스트를 이용하여 프린팅(Printing) 방법, 스프레이 코팅(Spray Coating) 방법, 졸-겔(Sol-Gel) 방법, 딥 코팅(Dip Coating) 방법, 또는 스핀 코팅(Spin Coating) 방법을 이용하여 요철구조(142)의 표면 및 셀 분리부(145)의 내부에 복수의 비드 입자(155)를 형성할 수 있다.The
광산란층(150)을 형성함에 있어서, 상기와 같은 방법으로 비드 입자(155)를 형성한 후, 적외선 소성 공정 또는 저온/고온 소성 공정을 추가로 수행함으로써 비드 입자(155)의 접착력을 증진시키는 것이 바람직하다.In forming the
한편, 광산란층(150)을 형성함에 있어서, 바인더(157)는 소성 공정에 의해 제 2 전극(140)의 상부 및 셀 분리부(145)의 내부 각각에 형성되는 복수의 비드 입자(155)들의 접착력을 증진시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 도 11에서 알 수 있듯이, 소정공정에 의해 제거됨으로써 요철구조(142)의 표면 및 셀 분리부(145)의 내부 각각에는 비드 입자(155)만이 접착될 수도 있다.Meanwhile, in forming the
이와 같은, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 태양전지는 태양광이 입사되는 제 2 전극(140)의 표면에 요철구조(142)를 형성함과 아울러 요철구조(142) 상에 형성된 복수의 비드 입자(155)를 포함하는 광산란층(150)을 형성함으로써 입사되는 태양광의 다양한 각도로 산란시켜 광전 변환부(130)의 내부에 입사되는 태양광의 진행 경로를 길게 함으로써 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, the solar cell according to the fifth embodiment of the present invention forms a concave-
한편, 상술한 본 발명의 제 2 내지 제 4 실시 예에 따른 태양전지 각각은 상술한 본 발명의 제 5 실시 예에서와 동일하게 제 2 전극(140)의 표면에 형성된 요철구조(142)를 포함하여 구성될 수도 있다.Meanwhile, each of the solar cells according to the second to fourth embodiments of the present invention described above includes the
<태양전지의 제조방법><Method of Manufacturing Solar Cell>
도 12는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면으로서, 이는 도 2 또는 도 3에 따른 태양전지의 제조방법에 관한 것이다.12 is a view for explaining a method of manufacturing a solar cell according to the first embodiment of the present invention step by step, which relates to the manufacturing method of the solar cell according to FIG.
도 12를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a solar cell according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 12 as follows.
우선, 도 12의 (a)에서 알 수 있듯이, 기판(110)의 전면에 제 1 전극(120)을 형성한 후, 제 1 전극(120)의 소정 영역을 제거하여 소정 간격으로 이격되는 전극 분리부(125)를 형성한다.First, as shown in (a) of FIG. 12, after forming the
기판(110)은 플렉시블 기판, 유리, 또는 투명한 플라스틱이 될 수 있다.The
제 1 전극(120)은 Ag, Al, Ag+Mo, Ag+Ni, Ag+Cu 과 같은 금속을 스퍼터링(Sputtering)법 또는 인쇄법 등에 의해 형성될 수 있다.The
전극 분리부(125)는 레이저 스크라이빙 공정에 의해 형성될 수 있다.The
다음, 도 12의 (b)에서 알 수 있듯이, 제 1 전극(120)과 전극 분리부(125)를 포함하는 기판(110)의 전면에 광전 변환부(130)를 형성한 후, 제 1 전극(120)의 상부마다 형성된 광전 변환부(130)의 소정 영역을 제거하여 소정 간격으로 이격되는 콘택부(135)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 12B, after the
광전 변환부(130)는 실리콘계 반도체물질로 형성되거나, CIGS(CuInGaSe2)와 같은 화합물질을 화학기상증착(CVD)법 등에 의해 N형 반도체층, I형 반도체층, 및 P형 반도체층이 순서대로 적층된 NIP구조를 가지도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 N형 반도체층은 N형 도핑물질(예컨대, 안티몬(Sb), 비소(As), 인(P) 등의 5족 원소 물질)로 도핑된 반도체층을 의미하며, I형 반도체층은 진성 반도체층을 의미하며, P형 반도체층은 P형 도핑물질(예컨대, 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등의 3족 원소 물질)로 도핑된 반도체층을 의미한다. 여기서, 상기 I형 반도체층 대신에 상기 N형 또는 P형 반도체층 보다 얇은 두께의 N형 또는 P형 반도체층이 형성될 수도 있고, 상기 I형 반도체층 대신에 상기 N형 또는 P형 반도체층 보다 도핑 농도가 낮은 N형 또는 P형 반도체층이 형성될 수 있다.The
한편, 광전 변환부(130)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 광전 변환층(131), 버퍼층(132), 및 제2 광전 변환층(133)이 순서대로 적층된 소위 탠덤 구조를 가지도록 형성될 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 2, the
다른 한편, 광전 변환부(130)는 상술한 탠덤 구조 이외에, 제1광전 변환층, 제2 광전 변환층, 제3광전 변환층, 및 각각의 광전 변환층 사이에 형성된 버퍼층을 포함하는 트리플(Triple) 구조로 형성될 수도 있다.On the other hand, in addition to the tandem structure described above, the
콘택부(135)는 레이저 스크라이빙 공정에 의해 형성될 수 있다.The
다음, 도 12의 (c)에서 알 수 있듯이, 광전 변환부(130), 및 콘택부(135)를 포함하는 기판(110)의 전면에 제 2 전극(140)을 형성한 후, 콘택부(135)에 인접하도록 제 1 전극(120)의 상부마다 형성된 광전 변환부(130)와 제 2 전극(140)의 소정 영역을 제거하여 셀 분리부(145)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 12C, after forming the
제 2 전극(140)은 ZnO, 3족 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:B, ZnO:Al), 수소 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:H), SnO2, SnO2:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질에 따라 스퍼터링(Sputtering)법 또는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 등에 의해 형성될 수 있다.The
셀 분리부(145)는 레이저 스크라이빙 공정에 의해 형성될 수 있다.The
다음, 도 12의 (d)에서 알 수 있듯이, 제 2 전극(140) 및 셀 분리부(145) 상에 복수의 비드 입자(155)를 포함하여 이루어진 광산란층(150)을 코팅한다.Next, as shown in FIG. 12D, the
광산란층(150)은 복수의 비드 입자(155)를 바인더(157)에 균일 또는 불균일하게 분포시킨 페이스트가 프린팅(Printing) 방법, 졸-겔(Sol-Gel) 방법, 딥 코팅(Dip Coating) 방법, 또는 스핀 코팅(Spin Coating) 방법에 의해 제 2 전극(140) 및 셀 분리부(145)의 상부에 코팅되는 것에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 복수의 비드 입자(155)는 실리콘 산화물(예컨대, SiO2 등의 실리콘 원소를 포함하는 산화물), 전이금속 산화물(예컨대, TiO2, CeO2 등의 전이금속 원소를 포함하는 산화물) 등의 재질로 선택될 수 있으나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.In the
나아가, 적외선 소성 공정 또는 저온/고온 소성 공정을 추가로 수행함으로써 코팅된 복수의 비드 입자(155)의 접착력을 증진시킬 수도 있다.In addition, the adhesion of the plurality of
복수의 비드 입자(155)는 도 4 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 형태를 가지도록 형성되므로 이에 대한 구체적인 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.Since the plurality of
한편, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법에서는 도 12의 (e)에서 알 수 있듯이, 소정 공정의 공정 조건에 따라 제 2 전극(140) 및 셀 분리부(145)의 상부에 코팅된 바인더(157)를 제거하여 제 2 전극(140)의 표면 및 셀 분리부(145)의 내부면에 복수의 비드 입자(155)를 형성할 수도 있다.Meanwhile, in the method of manufacturing the solar cell according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 12E, the upper part of the
한편, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법은 광산란층(150) 상에 접합되어 외부의 수분이 제 2전극(140)으로 침투되는 것을 방지하는 상술한 보호 필름, 및 커버 필름을 형성하는 공정을 더 수행할 수도 있다. 여기서, 커버 필름의 형성 공정은 생략 가능하다.On the other hand, the manufacturing method of the solar cell according to the first embodiment of the present invention is bonded to the
상술한 바와 같은 도 12에 따른 태양전지의 제조방법이 플렉시블 기판을 이용한 태양전지의 제조방법에 적용될 경우에는 도 12의 (a) 내지 (e)에 따른 공정은 롤투롤(Roll to Roll) 방식을 통해 수행될 수 있다.When the manufacturing method of the solar cell according to FIG. 12 as described above is applied to the manufacturing method of the solar cell using a flexible substrate, the process according to FIGS. 12 (a) to (e) uses a roll to roll method. Can be performed through.
도 13은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면으로서, 이는 도 7에 따른 태양전지의 제조공정에 관한 것이다. 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법에 대한 설명에 있어서, 상술한 제 1 실시 예와 동일한 제조방법에 대한 구체적인 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.FIG. 13 is a diagram illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a second embodiment of the present invention step by step, which relates to a manufacturing process of the solar cell according to FIG. 7. In the description of the manufacturing method of the solar cell according to the second embodiment of the present invention, a detailed description of the same manufacturing method as the above-described first embodiment will be replaced by the above description.
우선, 도 13의 (a)에서 알 수 있듯이, 복수의 비드 입자(165)를 포함하여 이루어진 고분자 필름(160)를 마련한다. 이때, 복수의 비드 입자(165)는 실리콘 산화물(예컨대, SiO2 등의 실리콘 원소를 포함하는 산화물), 전이금속 산화물(예컨대, TiO2, CeO2 등의 전이금속 원소를 포함하는 산화물) 등의 재질로 선택될 수 있으나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 복수의 비드 입자(165)는 도 4 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 형태를 가지도록 형성될 수 있다.First, as shown in FIG. 13A, a
한편, 복수의 비드 입자(165)는 프린팅(Printing) 방법, 스프레이 코팅(Spray Coating) 방법, 졸-겔(Sol-Gel) 방법, 딥 코팅(Dip Coating) 방법, 또는 스핀 코팅(Spin Coating) 방법에 의해 고분자 필름(160)의 상부 또는 하부 표면에 코팅될 수도 있다.On the other hand, the plurality of
다음, 도 13의 (b)에서 알 수 있듯이, 기판(110)의 전면에 제 1 전극(120)을 형성한 후, 제 1 전극(120)의 소정 영역을 제거하여 소정 간격으로 이격되는 전극 분리부(125)를 형성한다.Next, as can be seen in Figure 13 (b), after forming the
다음, 도 13의 (c)에서 알 수 있듯이, 제 1 전극(120)과 전극 분리부(125)를 포함하는 기판(110)의 전면에 광전 변환부(130)를 형성한 후, 제 1 전극(120)의 상부마다 형성된 광전 변환부(130)의 소정 영역을 제거하여 소정 간격으로 이격되는 콘택부(135)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 13C, after the
다음, 도 13의 (d)에서 알 수 있듯이, 광전 변환부(130), 및 콘택부(135)를 포함하는 기판(110)의 전면에 제 2 전극(140)를 형성한 후, 콘택부(135)에 인접하도록 제 1 전극(120)의 상부마다 형성된 광전 변환부(130)와 제 2 전극(140)의 소정 영역을 제거하여 셀 분리부(145)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 13D, after forming the
다음, 도 13의 (e)에서 알 수 있듯이, 제 2 전극(140) 및 셀 분리부(145) 상에 복수의 비드 입자(165)를 포함하여 이루어진 고분자 필름(160)을 접합한다.Next, as shown in FIG. 13E, the
상술한 바와 같은 도 13에 따른 태양전지의 제조방법이 플렉시블 기판을 이용한 태양전지의 제조방법에 적용될 경우에는 도 13의 (a) 내지 (e)에 따른 공정은 롤투롤(Roll to Roll) 방식을 통해 수행될 수 있다.When the manufacturing method of the solar cell according to FIG. 13 as described above is applied to the manufacturing method of the solar cell using a flexible substrate, the process according to FIGS. 13A to 13E may be a roll-to-roll method. Can be performed through.
도 14는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면으로서, 이는 도 8에 따른 태양전지의 제조공정에 관한 것이다. 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법에 대한 설명에 있어서, 상술한 제 1 실시 예와 동일한 제조방법에 대한 구체적인 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.FIG. 14 is a diagram illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a third embodiment of the present invention step by step, and this relates to a manufacturing process of the solar cell according to FIG. 8. In the description of the manufacturing method of the solar cell according to the third embodiment of the present invention, a detailed description of the same manufacturing method as the above-described first embodiment will be replaced by the above description.
우선, 도 14의 (a)에서 알 수 있듯이, 기판(110)의 전면에 제 1 전극(120)을 형성한 후, 제 1 전극(120)의 소정 영역을 제거하여 소정 간격으로 이격되는 전극 분리부(125)를 형성한다.First, as shown in (a) of FIG. 14, after forming the
다음, 도 14의 (b)에서 알 수 있듯이, 제 1 전극(120)과 전극 분리부(125)를 포함하는 기판(110)의 전면에 광전 변환부(130)를 형성한 후, 제 1 전극(120)의 상부마다 형성된 광전 변환부(130)의 소정 영역을 제거하여 소정 간격으로 이격되는 콘택부(135)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 14B, after the
다음, 도 14의 (c)에서 알 수 있듯이, 광전 변환부(130), 및 콘택부(135)를 포함하는 기판(110)의 전면에 제 2 전극(140)을 형성한 후, 콘택부(135)에 인접하도록 제 1 전극(120)의 상부마다 형성된 광전 변환부(130)와 제 2 전극(140)의 소정 영역을 제거하여 셀 분리부(145)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 14C, after forming the
다음, 도 14의 (d)에서 알 수 있듯이, 제 2 전극(140) 및 셀 분리부(145) 상에 복수의 비드 입자(315)를 포함하여 이루어진 보호 필름(310)을 접합한다. 이를 위해, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법은 복수의 비드 입자(315)를 포함하여 이루어진 보호 필름(310)을 마련하는 공정을 더 포함하여 이루어진다. 이때, 복수의 비드 입자(315)는 도 4 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 형태를 가지도록 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 14D, the
보호 필름(310)은 에틸렌비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate: EVA), 또는 폴리비닐 부티랄(Poly Vinyl Butyral: PVB) 등의 접합용 시트로 이루어질 수 있다.The
복수의 비드 입자(315)는 보호 필름(310)의 내부에 형성되는 것으로, 실리콘 산화물(예컨대, SiO2 등의 실리콘 원소를 포함하는 산화물), 전이금속 산화물(예컨대, TiO2, CeO2 등의 전이금속 원소를 포함하는 산화물) 등의 재질로 선택될 수 있으나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 복수의 비드 입자(315)는 도 4 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 형태를 가지도록 형성될 수 있다.The plurality of
한편, 복수의 비드 입자(315)는 보호 필름(310)의 상부 또는 하부 표면에 코팅되거나, 제 2 전극(140)의 표면 및 셀 분리부(145)의 내부면에 코팅될 수 있다.Meanwhile, the plurality of
상술한 보호 필름(310)은 제 2 전극(140)과 셀 분리부(145)를 덮도록 배치된 후, 라미네이션(Lamination) 공정을 통해 제 2 전극(140)에 접합됨과 아울러 셀 분리부(145)의 내부에 삽입될 수 있다.After the
다음, 도 14의 (e)에서 알 수 있듯이, 폴리머 재질로 이루어진 커버 필름(320)을 보호 필름(310)의 상면에 접합한다. 여기서, 커버 필름(320)을 접합하는 공정은 생략될 수도 있다.Next, as can be seen in Figure 14 (e), the
상술한 바와 같은 도 14에 따른 태양전지의 제조방법이 플렉시블 기판을 이용한 태양전지의 제조방법에 적용될 경우에는 도 14의 (a) 내지 (e)에 따른 공정은 롤투롤(Roll to Roll) 방식을 통해 수행될 수 있다.When the manufacturing method of the solar cell according to FIG. 14 as described above is applied to the manufacturing method of the solar cell using a flexible substrate, the process according to FIGS. 14A to 14E may include a roll to roll method. It can be done through.
한편, 상술한 도 14에 따른 태양전지의 제조방법에서는 복수의 비드 입자(315)가 형성된 보호 필름(320)을 제 2 전극(140) 및 셀 분리부(145) 상에 접합하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 2 전극(140) 및 셀 분리부(145) 상에 복수의 비드 입자가 형성되지 않은 보호 필름(410)을 접합한 후, 보호 필름(410) 상에 복수의 비드 입자(425)가 형성된 커버 필름(420)을 접합할 수도 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 태양전지의 제조방법은 복수의 비드 입자(425)를 포함하여 이루어진 커버 필름(420)을 마련하는 공정을 더 포함하여 이루어진다. 이때, 복수의 비드 입자(425)는 도 4 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 형태를 가지도록 형성될 수 있다.Meanwhile, in the method of manufacturing the solar cell according to FIG. 14 described above, the
다른 한편, 제 2 전극(140) 및 셀 분리부(145) 상에 복수의 비드 입자가 형성되지 않은 보호 필름(410)을 접합한 후, 보호 필름(410) 상에 복수의 비드 입자(425)를 상술한 방법으로 코팅한 후, 복수의 비드 입자(425)가 형성되지 않은 커버 필름(420)을 보호 필름(410)에 접합함으로써 커버 필름(420)의 표면에 복수의 비드 입자(425)의 형상에 대응되는 굴곡면을 형성할 수도 있다.On the other hand, after bonding the
도 15는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면으로서, 이는 도 10 또는 도 11에 따른 태양전지의 제조공정에 관한 것이다. 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법에 대한 설명에 있어서, 상술한 제 1 실시 예와 동일한 제조방법에 대한 구체적인 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.FIG. 15 is a diagram illustrating a method of manufacturing a solar cell according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, which relates to a manufacturing process of the solar cell according to FIG. 10 or 11. In the description of the manufacturing method of the solar cell according to the fourth embodiment of the present invention, a detailed description of the same manufacturing method as the above-described first embodiment will be replaced by the above description.
우선, 도 15의 (a)에서 알 수 있듯이, 기판(110)의 전면에 제 1 전극(120)을 형성한 후, 제 1 전극(120)의 소정 영역을 제거하여 소정 간격으로 이격되는 전극 분리부(125)를 형성한다.First, as shown in (a) of FIG. 15, after forming the
다음, 도 15의 (b)에서 알 수 있듯이, 제 1 전극(120)과 전극 분리부(125)를 포함하는 기판(110)의 전면에 광전 변환부(130)를 형성한 후, 제 1 전극(120)의 상부마다 형성된 광전 변환부(130)의 소정 영역을 제거하여 소정 간격으로 이격되는 콘택부(135)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 15B, after the
다음, 도 15의 (c)에서 알 수 있듯이, 광전 변환부(130), 및 콘택부(135)를 포함하는 기판(110)의 전면에 요철구조(142)를 포함하는 제 2 전극(140)을 형성한 후, 콘택부(135)에 인접하도록 제 1 전극(120)의 상부마다 형성된 광전 변환부(130)와 제 2 전극(140)의 소정 영역을 제거하여 셀 분리부(145)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 15C, the
여기서, 제 2 전극(140)은 ZnO, 3족 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:B, ZnO:Al), 수소 원소를 포함하는 물질로 도핑된 ZnO(예컨대, ZnO:H), SnO2, SnO2:F, 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 투명한 도전물질을 이용하며, 그 표면은 요철구조(142)로 형성될 수 있다.Here, the
이와 같은 표면에 요철구조(142)를 포함하는 제 2 전극(140)을 형성하는 방법으로는, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공정시 공정 조건을 적절히 조절함으로써 표면에 요철구조(142)가 형성되는 제 2 전극(140)을 직접 형성하는 방법을 이용하거나, 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해 평탄한 제 2 전극(140)을 형성한 후, 식각 공정을 통해 제 2 전극(140) 표면에 요철구조(142)를 형성하는 방법을 이용할 수 있다. 여기서, 식각 공정으로는 포토리소그라피법(photolithography)을 이용한 식각 공정, 화학용액을 이용한 이방성 식각 공정(anisotropic etching), 또는 기계적 스크라이빙(mechanical scribing)을 이용한 식각 공정 등을 이용할 수 있다.As a method of forming the
다음, 도 15의 (d)에서 알 수 있듯이, 요철구조(142) 및 셀 분리부(145) 상에 복수의 비드 입자(155)를 포함하여 이루어진 광산란층(150)을 코팅한다.Next, as can be seen in Figure 15 (d), the
여기서, 광산란층(150)은 복수의 비드 입자(155)를 바인더(157)에 균일 또는 불균일하게 분포시킨 페이스트가 프린팅(Printing) 방법, 졸-겔(Sol-Gel) 방법, 딥 코팅(Dip Coating) 방법, 또는 스핀 코팅(Spin Coating) 방법에 의해 요철구조(142) 및 셀 분리부(145)의 상부에 코팅되는 것에 의해 형성될 수 있다. 나아가, 적외선 소성 공정 또는 저온/고온 소성 공정을 추가로 수행함으로써 코팅된 복수의 비드 입자(155)의 접착력을 증진시킬 수도 있다.Here, the
복수의 비드 입자(155)는 도 4 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 형태를 가지도록 형성되므로 이에 대한 구체적인 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.Since the plurality of
한편, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법에서는 도 15의 (e)에서 알 수 있듯이, 소정 공정의 공정 조건에 따라 요철구조(142) 및 셀 분리부(145)의 상부에 코팅된 바인더(157)를 제거하여 요철구조(142)의 표면 및 셀 분리부(145)의 내부면에 복수의 비드 입자(155)를 형성할 수도 있다.Meanwhile, in the solar cell manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 15E, the
한편, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법은, 도 16에서 알 수 있듯이, 외부의 수분이 제 2전극(140)으로 침투되는 것을 방지하기 위하여 광산란층(150) 상에 보호 필름(510)을 접합하는 공정, 및 외부의 수분이 보호 필름(510)으로 침투하는 것을 방지함과 아울러 외부 충격을 완충하는 커버 필름(520)을 보호 필름(510) 상에 접합하는 공정을 단계적으로 더 수행할 수도 있다. 여기서, 커버 필름(420)의 접합 공정은 생략 가능하다.On the other hand, the solar cell manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention, as can be seen in Figure 16, the protection on the
상술한 바와 같은 도 15에 따른 태양전지의 제조방법이 플렉시블 기판을 이용한 태양전지의 제조방법에 적용될 경우에는 도 15의 (a) 내지 (e)에 따른 공정은 롤투롤(Roll to Roll) 방식을 통해 수행될 수 있다.When the manufacturing method of the solar cell according to FIG. 15 as described above is applied to the manufacturing method of the solar cell using a flexible substrate, the process according to FIGS. 15A to 15E may be a roll to roll method. Can be performed through.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법은 도 15의 (a) 내지 (c) 공정을 수행한 후, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 비드 입자(165)가 형성된 고분자 필름(160)을 요철구조(142) 상에 접합하는 공정을 포함하여 이루어질 수도 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 태양전지의 제조방법은 도 4 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 형태를 가지는 복수의 비드 입자(165)를 포함하여 이루어진 고분자 필름(160)을 마련하는 공정을 더 포함하여 이루어진다.Meanwhile, in the method of manufacturing a solar cell according to another embodiment of the present invention, after performing the process of FIGS. 15A to 15C, as shown in FIG. 7, a polymer in which the plurality of
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법은 도 15의 (a) 내지 (c) 공정을 수행한 후, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 비드 입자(315)가 형성된 보호 필름(310)을 요철구조(142) 상에 접합하고, 보호 필름(310) 상에 커버 필름(320)을 접합하는 공정을 포함하여 이루어질 수도 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 태양전지의 제조방법은 도 4 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 형태를 가지는 복수의 비드 입자(315)를 포함하여 이루어진 보호 필름(310)을 마련하는 공정을 더 포함하여 이루어진다.Meanwhile, in the method of manufacturing a solar cell according to another embodiment of the present invention, after performing the process of FIGS. 15A to 15C, as shown in FIG. 8, a plurality of
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법은 도 15의 (a) 내지 (c) 공정을 수행한 후, 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 비드 입자가 형성되지 않은 보호 필름(410)을 요철구조(142) 상에 접합하고, 보호 필름(410) 상에 복수의 비드 입자(425)가 형성된 커버 필름(420)을 접합하는 공정을 포함하여 이루어질 수도 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 태양전지의 제조방법은 도 4 내지 도 6 중 어느 하나에 도시된 형태를 가지는 복수의 비드 입자(425)를 포함하여 이루어진 커버 필름(420)을 마련하는 공정을 더 포함하여 이루어진다.Meanwhile, in the method of manufacturing a solar cell according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 9 after performing the processes of FIGS. 15A to 15C, a plurality of bead particles are not protected The
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 태양전지의 제조방법은 도 15의 (a) 내지 (c) 공정을 수행한 후, 도시하지 않았지만, 복수의 비드 입자가 형성되지 않은 보호 필름(510)을 요철구조(142) 상에 접합하고, 보호 필름(510) 상에 복수의 비드 입자를 형성한 후, 복수의 비드 입자가 형성된 보호 필름(510) 상에 복수의 비드 입자를 형성되지 않은 커버 필름(520)을 접합하는 공정을 포함하여 이루어질 수도 있다.On the other hand, the manufacturing method of the solar cell according to another embodiment of the present invention, after performing the process of Figure 15 (a) to (c), although not shown, a plurality of bead particles
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
110: 기판 120: 제 1 전극
125: 전극 분리부 130: 광전 변환부
135: 콘택부 140: 제 2 전극
142: 요철구조 145: 셀 분리부
150: 광산란층 155, 165, 315, 425: 비드 입자
157: 바인더 160: 고분자 필름
210: 코어부 220: 스킨부
310, 410, 510: 보호 필름 320, 420, 520: 커버 필름110
125: electrode separation unit 130: photoelectric conversion unit
135: contact portion 140: second electrode
142: uneven structure 145: cell separator
150:
157: binder 160: polymer film
210: core portion 220: skin portion
310, 410, 510:
Claims (27)
상기 기판 상에 형성된 제 1 전극;
상기 제 1 전극 상에 형성된 광전 변환부;
상기 광전 변환부 상에 형성된 제 2 전극;
상기 제 1 전극 상에 형성된 상기 광전 변환부와 상기 제 2 전극의 소정 영역이 제거되어 형성된 셀 분리부; 및
상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 형성된 비드 입자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지.Board;
A first electrode formed on the substrate;
A photoelectric conversion unit formed on the first electrode;
A second electrode formed on the photoelectric converter;
A cell separator formed by removing predetermined regions of the photoelectric conversion unit and the second electrode formed on the first electrode; And
And a bead particle formed on the second electrode and the cell separator.
상기 비드 입자는 서로 상이한 굴절률을 가지도록 복수의 비드 입자들의 조합으로 이루어진 절연 물질인 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
The bead particle is a solar cell, characterized in that the insulating material consisting of a combination of a plurality of bead particles to have a different refractive index.
상기 비드 입자는 코어부 및 상기 코어부를 둘러싸는 스킨부로 이루어지고,
상기 코어부 및 스킨부는 서로 상이한 굴절률을 가지는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
The bead particles are composed of a core portion and a skin portion surrounding the core portion,
The core part and the skin part of the solar cell, characterized in that made of a material having a different refractive index.
상기 비드 입자는 상기 제 2 전극의 표면에 형성됨과 아울러 상기 셀 분리부 내부의 상기 제 1 전극의 표면과 상기 광전 변환부와 상기 제 2 전극의 측면에 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
The bead particle is formed on the surface of the second electrode and the solar cell, characterized in that formed on the surface of the first electrode inside the cell separator and the side of the photoelectric conversion unit and the second electrode.
상기 제 2 전극에 접합됨과 아울러 및 상기 셀 분리부의 내부에 삽입되어 상기 비드 입자를 덮는 보호 필름을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 5, wherein
And a protective film bonded to the second electrode and inserted into the cell separator to cover the bead particles.
상기 제 2 전극 상에 형성됨과 아울러 상기 셀 분리부의 내부에 삽입되도록 형성된 광산란층을 더 포함하여 구성되고,
상기 비드 입자는 상기 광산란층의 내부에 포함된 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
And a light scattering layer formed on the second electrode and inserted into the cell separator,
The bead particles are solar cells, characterized in that included in the light scattering layer.
상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 접합된 고분자 필름을 더 포함하여 구성되고,
상기 비드 입자는 상기 고분자 필름의 내부에 포함된 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
It further comprises a polymer film bonded on the second electrode and the cell separator,
The bead particle is a solar cell, characterized in that contained within the polymer film.
상기 제 2 전극에 접합됨과 아울러 상기 셀 분리부의 내부에 삽입되도록 형성된 보호 필름을 더 포함하여 구성되고,
상기 비드 입자는 상기 보호 필름의 내부에 포함된 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
Further comprising a protective film bonded to the second electrode and formed to be inserted into the cell separator,
The bead particle is a solar cell, characterized in that contained within the protective film.
상기 보호 필름 상에 접합된 커버 필름을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 9,
The solar cell further comprises a cover film bonded on the protective film.
상기 제 2 전극에 접합됨과 아울러 상기 셀 분리부의 내부에 삽입되도록 형성된 보호 필름; 및
상기 비드 입자를 포함하도록 형성되어 상기 보호 필름에 접합된 커버 필름을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
A protective film bonded to the second electrode and formed to be inserted into the cell separator; And
The solar cell is formed to include the bead particles further comprises a cover film bonded to the protective film.
상기 제 2 전극에 접합됨과 아울러 상기 셀 분리부의 내부에 삽입되도록 형성된 보호 필름; 및
상기 보호 필름에 접합된 커버 필름을 더 포함하여 구성되고,
상기 비드 입자는 상기 보호 필름과 상기 커버 필름 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지.The method of claim 1,
A protective film bonded to the second electrode and formed to be inserted into the cell separator; And
It further comprises a cover film bonded to the protective film,
The bead particle is a solar cell, characterized in that formed between the protective film and the cover film.
상기 제 2 전극의 표면에 형성된 요철구조를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지.The method according to any one of claims 1 to 3 and 5 to 12,
The solar cell further comprises a concave-convex structure formed on the surface of the second electrode.
상기 기판은 플렉시블 기판인 것을 특징으로 하는 태양전지.The method according to any one of claims 1 to 3 and 5 to 12,
The substrate is a solar cell, characterized in that the flexible substrate.
상기 제 1 전극 상에 광전 변환부를 형성하는 공정;
상기 광전 변환부 상에 제 2 전극을 형성하는 공정;
상기 제 1 전극 상에 형성된 상기 광전 변환부와 상기 제 2 전극의 소정 영역을 제거하여 셀 분리부를 형성하는 공정; 및
상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 비드 입자를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.Forming a first electrode on the substrate;
Forming a photoelectric conversion unit on the first electrode;
Forming a second electrode on the photoelectric conversion unit;
Forming a cell separator by removing predetermined regions of the photoelectric conversion unit and the second electrode formed on the first electrode; And
Forming a bead particle on said second electrode and said cell separator;
상기 비드 입자는 서로 상이한 굴절률을 가지도록 복수의 비드 입자들의 조합으로 이루어진 절연 물질인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.The method of claim 15,
The bead particle is a solar cell manufacturing method, characterized in that the insulating material consisting of a combination of a plurality of bead particles to have a different refractive index.
상기 비드 입자는 코어부 및 상기 코어부를 둘러싸는 스킨부로 이루어지고,
상기 코어부 및 스킨부는 서로 상이한 굴절률을 가지는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.The method of claim 15,
The bead particles are composed of a core portion and a skin portion surrounding the core portion,
The core part and the skin part of the solar cell manufacturing method, characterized in that made of a material having a different refractive index.
상기 비드 입자는 상기 제 2 전극의 표면에 형성됨과 아울러 상기 셀 분리부 내부의 상기 제 1 전극의 표면과 상기 광전 변환부와 상기 제 2 전극의 측면에 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.The method of claim 15,
The bead particles are formed on the surface of the second electrode, and the method of manufacturing a solar cell, characterized in that formed on the surface of the first electrode inside the cell separation unit and the side of the photoelectric conversion unit and the second electrode.
상기 비드 입자를 형성하는 공정은 상기 비드 입자를 포함하여 이루어진 페이스트를 상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.The method of claim 15,
The step of forming the bead particles comprises the step of forming a paste made of the bead particles on the second electrode and the cell separation unit comprising a solar cell.
상기 비드 입자를 포함하여 이루어진 고분자 필름을 마련하는 공정을 더 포함하여 이루어지며,
상기 비드 입자를 형성하는 공정은 상기 고분자 필름을 상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 접합하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.The method of claim 15,
Further comprising the step of providing a polymer film comprising the bead particles,
The step of forming the bead particles comprises the step of bonding the polymer film on the second electrode and the cell separation unit comprising a solar cell manufacturing method.
상기 비드 입자를 포함하여 이루어진 보호 필름을 마련하는 공정을 더 포함하여 이루어지며,
상기 비드 입자를 형성하는 공정은 상기 보호 필름을 상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 접합하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.The method of claim 15,
It further comprises the step of providing a protective film comprising the bead particles,
The step of forming the bead particles comprises the step of bonding the protective film on the second electrode and the cell separation unit comprising a solar cell manufacturing method.
상기 보호 필름 상에 커버 필름을 접합하는 공정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.23. The method of claim 22,
The method of manufacturing a solar cell, characterized in that further comprising the step of bonding a cover film on the protective film.
상기 비드 입자를 포함하여 이루어진 커버 필름을 마련하는 공정; 및
상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 보호 필름을 접합하는 공정을 더 포함하여 이루어지며,
상기 비드 입자를 형성하는 공정은 상기 커버 필름을 상기 보호 필름에 접합하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.The method of claim 15,
Providing a cover film including the bead particles; And
Further comprising the step of bonding a protective film on the second electrode and the cell separator,
The step of forming the bead particles comprises a step of bonding the cover film to the protective film, characterized in that the manufacturing method of the solar cell.
상기 제 2 전극 및 상기 셀 분리부 상에 보호 필름을 접합하는 공정; 및
상기 보호 필름 상에 커버 필름을 접합하는 공정을 더 포함하여 이루어지며,
상기 비드 입자를 형성하는 공정은 상기 보호 필름과 상기 커버 필름 사이에 상기 비드 입자를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.The method of claim 15,
Bonding a protective film on the second electrode and the cell separator; And
Further comprising a step of bonding a cover film on the protective film,
The step of forming the bead particles comprises the step of forming the bead particles between the protective film and the cover film, the manufacturing method of a solar cell.
상기 제 2 전극의 표면에 요철구조를 형성하는 공정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.The method according to any one of claims 15 to 17, and 19 to 25,
The method of manufacturing a solar cell further comprises the step of forming a concave-convex structure on the surface of the second electrode.
상기 기판은 플렉시블 기판인 것을 특징으로 하는 태양전지의 제조방법.The method according to any one of claims 15 to 17, and 19 to 25,
The substrate is a method of manufacturing a solar cell, characterized in that the flexible substrate.
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